【摘 要】
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人类对化石燃料的需求日益增加,消耗的同时也带来了环境污染和能源短缺问题,光催化技术是一种有效解决方法。二氧化钛（TiO2）是最成熟的半导体光催化剂之一,由于其成本低、无毒和光催化活性高等优点,在太阳能电池和光催化降解等邻域得到了广泛的应用。但其本身也存在着一定的缺陷,较大的禁带宽度和光生载流子的快速复合,降低了其光催化活性。利用金属硫化物（Sn S2、Mo S2）和金属有机骨架（ZIFs）构建异质
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人类对化石燃料的需求日益增加,消耗的同时也带来了环境污染和能源短缺问题,光催化技术是一种有效解决方法。二氧化钛（TiO2）是最成熟的半导体光催化剂之一,由于其成本低、无毒和光催化活性高等优点,在太阳能电池和光催化降解等邻域得到了广泛的应用。但其本身也存在着一定的缺陷,较大的禁带宽度和光生载流子的快速复合,降低了其光催化活性。利用金属硫化物（Sn S2、Mo S2）和金属有机骨架（ZIFs）构建异质结,可以有效提高TiO2的光催化活性和光电化学性能,本文主要做了如下工作:（1）通过两步水热法,依次在金红石型TiO2纳米棒阵列上复合Sn S2纳米颗粒和Mo S2纳米片,成功制备出了Z型异质结TiO2/Sn S2/Mo S2（TOSSMS）纳米棒阵列。并分析了样品的形貌特征、组成成分、能带结构和光学性质,结果表明Sn S2和Mo S2能够有效的拓宽TiO2光吸收范围,提供更多的反应活性位点,从而提高了TiO2的光催化和光电化学性能。在可见光照射下,TOSSMS样品对有机污染物亚甲基蓝（MB,5 mg/L）有最佳的光催化性能,90分钟的降解效率达到81.8%,是TiO2样品的3.4倍。0 V的偏置电压下,TOSSMS样品光电流密度为0.92 m A/cm~2,是TiO2样品的8.4倍。因此Z型异质结的构建,能有效抑制光生载流子的复合,提高TiO2光催化和光电化学性能。（2）利用水热法制备出锐钛矿型TiO2纳米球,再通过溶胶凝胶法将ZIF-67和ZIF-8共修饰在球表面,成功制备出三元异质结TiO2/ZIF-67/ZIF-8（TiO2/ZIF-67-8）纳米球。通过表征分别研究样品的形貌结构、组成成分和光学性质,结果表明经过ZIF-67和ZIF-8共修饰后的TiO2/ZIF-67-8样品对可见光的吸收范围扩大,具有大的比表面积。模拟太阳光下,TiO2/ZIF-67-8样品90分钟对MB（10mg/L）的光催化降解效为81.1%,是TiO2样品的4.9倍,并且在碱性（ph=12）溶液中,TiO2/ZIF-67-8样品表现出最佳光催化活性（～100%）。0 V的偏置电压下,TiO2/ZIF-67-8样品光电流密度为36.69μA/cm~2,是TiO2样品的15.7倍。实验结果表明,ZIF-67和ZIF-8之间的协同作用,有利于界面电荷的传输,加速了电子-空穴的分离速率,有效提高了TiO2光催化活性和光电化学性能。
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